主頁（http://www.130131.com）：閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中硬盤錄像機的功能實現(xiàn) 錄像機是閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中不可或缺的設備，它可以將監(jiān)視現(xiàn)場的畫面實時、真實地記錄下來，并可方便地于事后檢索查證，為案件偵破提供重要的線索與證據(jù)。隨著數(shù)字壓縮技術以及大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，數(shù)字硬盤錄像機(DVR)在電視監(jiān)控行業(yè)內得到了迅猛的發(fā)展，有能力自行研制或生產(chǎn)DVR的國內廠家已不在少數(shù)，并且，各家DVR的結構與實現(xiàn)方式也不盡相同。 數(shù)字硬盤錄像機的迅猛發(fā)展主要得益于其自身的機械結構簡單，采用了高精密封裝的大容量硬盤作為記錄設備，因此，只要在計算機擴充槽中插入圖像采集卡，再配上相應的j監(jiān)控系統(tǒng)軟件及應用軟件，就實現(xiàn)了傳統(tǒng)磁帶錄像機的所有功能。特別是隨后出現(xiàn)的嵌入式硬盤錄像機結構更加緊湊，性能更加穩(wěn)定，幾乎成了傳統(tǒng)時滯錄像機的終結者。 硬盤錄像機的實現(xiàn) 硬盤錄像機有多種實現(xiàn)方法。從系統(tǒng)結構上來說，有PC插卡型或嵌入式一體機型;從所用的核心芯片來說，有的是基于數(shù)字信號處理器(DSP)，而有的是基于專用集成電路(ASIC)，其中基于DSP的結構又分為不同的系列，它們因選用不同廠家的DSP而異;而從硬盤錄像機處理視頻的技術(視頻壓縮格式)來說，則有基于Wavelet、M-JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等視頻壓縮格式的多種不同的機型。另外，無論是PC插卡型還是一體機型，即使它們所用的芯片相同，其應用軟件的界面與功能也不盡相同。 基于PC插卡的硬盤錄像機 最早的硬盤錄像機是PC插卡型，視頻采集卡主要包括視頻信號的采集、數(shù)字視頻壓縮處理和視頻緩存等幾部分，其中數(shù)字視頻壓縮處理芯片有多種不同的類型(通用DSP或專用ASIC)。隨著CPU、內存等核心芯片的不斷升級，計算機的主頻及綜合處理能力得到不斷提高，因而在單卡硬盤錄像機的基礎上進一步出現(xiàn)了多卡多路硬盤錄像機，也即在PC的多個擴充槽中同時插入多塊支持并行處理的單路視音頻采集卡，以實現(xiàn)多路視音頻信號的同時實時采集。由于每一塊卡僅對應于1路信號，因而采集卡的數(shù)量可根據(jù)視頻信號的路數(shù)要求而靈活配置。不過，當在PC中插入多塊卡時，占用的PC資源也相應增加，如CPU及內存資源、主板上擴充槽的數(shù)量、主板電源功率等。因此，當攝像機源數(shù)量(即采集卡數(shù)量)較多時，這種硬盤錄像機就必須采用具有多插槽工控底板的工控機，并配以大功率電源，并且對CPU的主頻要求也更高。 為了解決多卡應用的資源占用問題，在單卡單路硬盤錄像機問世后不久，有廠家推出了在一塊卡上集成兩片甚至4片視頻處理芯片(DSP或ASIC)的多路視音頻采集卡，因而可以同時實現(xiàn)對兩路信號或4路信號的實時采集與壓縮處理。這種結構實際上是每路視頻信號唯一地對應著一片視頻處理芯片，但是它們共用一片PCI-PCI橋接芯片，因而僅占用一個PC插槽，加上視音頻信號的采集壓縮是由卡上的硬件來實現(xiàn)，因而有效地減少了硬盤錄像對PC資源的占用。 還有一種與上述實現(xiàn)原理不盡相同的基于PC的單卡多路硬盤錄像機：卡上的一片視頻處理芯片就要處理多路輸入信號，因而需采用時分輪換方式對多路視頻信號進行采集，并以M-JPEG壓縮格式進行錄像。 雖然M-JPEG的壓縮效率不如基于多幀預測編碼的MPEG-1、MPEG-4及H.264等的壓縮格式高，但由于在單通道輪換采集多路視頻時，相繼幀的畫面失去了相關性(根本不是同一個攝像機攝取的畫面)，因而采用基于幀間預測的視頻壓縮算法就失去了意義，只能采用幀內壓縮算法。因此，這種方式的硬盤錄像機是對采集的每一幀畫面獨立地進行JPEG壓縮處理，而后將對應于每一路輸入的各幀畫面形成獨立的M-JPEG文件。這種方式顯然可以方便地實現(xiàn)多路采集，例如，在不考慮錄像畫面的連續(xù)性要求時，就可以方便容納多達16路的視頻輸入，但是對于只能以25幀/s的速率對視頻信號進行采集的視頻處理芯片來說，無論有多少路視頻信號輪流切換到其輸入端，其25幀/s的“總資源”是不能變的，因此對這種形式的硬盤錄像機來說，每路畫面的最大平均幀率僅為25/16=1.56幀/s(理想值)。 上述結構的改進型產(chǎn)品增加了視頻采集的通道數(shù)(如在一塊卡上集成有4個采集通道)，從而可以對多路視頻輸入信號在每一個采集通道進行并行采集，這就相當于增加了顯示及錄像的“總資源”數(shù)(多路輪換加多通道采集)。例如，某廠家采用兩塊8路采集卡來實現(xiàn)16路信號采集，使DVR的“總資源”達到160幀/s。 需要說明的是：由于M-JPEG壓縮算法缺乏幀間壓縮，會導致總的視頻壓縮比小，從而使圖像存儲量加大(這當然會增大硬盤的開銷)。例如：在獲得與MPEG-1圖像質量相當?shù)那逦葧r，M-JPEG圖像每幀的字節(jié)數(shù)約需6K~20KB，這大約相當于MPEG-1圖像的3~10倍。另外，采用M-JPEG算法的DVR產(chǎn)品很難做到對多路聲音信號的同步記錄，因為JPEG標準本身并沒有對聲音壓縮方法的描述。特別是當因多路輪換而出現(xiàn)錄像丟幀現(xiàn)象時，如何同步聲音更是一個需要考慮的問題。還有，由于M-JPEG并沒有形成統(tǒng)一的標準，而僅是對壓縮方法作了原則性的描述或句法規(guī)定，因此實際的M-JPEG標準都是各DVR廠家自行規(guī)定并編制的，各廠家的M-JPEG標準并不通用。這就是說，某個品牌的DVR所記錄的錄像文件一般不能在其他基于M-JPEG壓縮的DVR系統(tǒng)中調用，也不能被諸如Microsoft媒體播放機(MediaPlayer)之類的通用媒體播放軟件來調用，這就限制了不同品牌的多套監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)應用。 基于PC結構的準嵌入式硬盤錄像機 前面所介紹的基于PC插卡的硬盤錄像機沒有脫離PC體系：PC的外觀、PC的體系結構、PC的操作系統(tǒng)、PC的界面。因而它可以被認為是一種PC的擴展應用，只要退出硬盤錄像應用程序(或者將應用程序置于后臺運行)，這臺硬盤錄像機就是一個標準的PC了，用戶可以方便地在MSOffice環(huán)境下進行文檔編輯、報表統(tǒng)計等操作。然而，正因為如此，這種結構的硬盤錄像機很容易被病毒侵襲而致使系統(tǒng)癱瘓;也可能會由于硬件兼容性問題或是由于系統(tǒng)軟件的某些BUG而致使系統(tǒng)宕機;更有甚者，甚至可能因系統(tǒng)管理人員的自身問題(例如操作人員將錄像程序置于后臺運行而在前臺玩游戲)并因為某些誤設置、誤操作而致使錄像系統(tǒng)無法使用。 為了脫離PC體系，有商家推出了一種準嵌入式硬盤錄像機。但從實質上說，這種DVR并沒有真正脫離PC體系，因為它仍然采用了PC的硬件結構：主板上除了CPU及其他周邊器件外，還集成有顯卡、聲卡、網(wǎng)卡，也有用于插接視頻采集卡的PCI擴充槽，電源部分也是采用帶有風扇的大功率開關電源。不過，為了使其以專業(yè)設備的形式出現(xiàn)于監(jiān)控市場，機器采用了整體化設計。與前述基于PC的DVR相比，這種準嵌入式DVR充分利用的PC的硬件資源，并有效地考慮了機器的整體空間布局，結構更加緊湊、體積也有效地減小，專門用于實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中的硬盤錄像。
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